JP2010145917A - Image projection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型の空間光変調素子によって形成された画像を投影面上に拡大投影する画像投影装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus that enlarges and projects an image formed by a reflective spatial light modulator on a projection surface.
画像投影装置であるプロジェクタには、液晶方式とDLP(デジタル・ライト・プロセッシング:登録商標)方式とがある。このうち、DLP方式は、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス:登録商標)と呼ばれる反射型の空間光変調素子を使用している。 Projectors that are image projection apparatuses include a liquid crystal system and a DLP (Digital Light Processing: registered trademark) system. Among these, the DLP system uses a reflective spatial light modulation element called DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark).
DMDは、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて、ねじれ軸周りに±12゜の角度範囲で傾きを変えることができる微小な鏡(マイクロミラー)をCMOS半導体デバイス上に多数並べて形成したものであり、各ミラーの傾きを画像信号に応じて切り換えながら、光源からの光の反射方向を制御し、各ミラーからの反射光の有無(ON/OFF)によって画像を表示可能としている。 DMD is formed by arranging a number of micromirrors on the CMOS semiconductor device that can change the tilt within the angle range of ± 12 ° around the torsion axis using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. The direction of reflection of light from the light source is controlled while switching the inclination of each mirror in accordance with the image signal, and an image can be displayed depending on the presence or absence (ON / OFF) of reflected light from each mirror.
また、DLP方式のプロジェクタは、このようなDMDに集光された照明光を入射させる照明光学系と、このようなDMDで反射された照明光によって形成された画像をスクリーンなどの投影面上に拡大投影する投射光学系とを備えている(例えば、特許文献1〜5を参照。)。 In addition, the DLP projector has an illumination optical system that makes the illumination light condensed on the DMD incident thereon and an image formed by the illumination light reflected by the DMD on a projection surface such as a screen. A projection optical system that performs enlarged projection (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
ここで、DLP方式のプロジェクタにおいて、例えば照明光学系がテレセントリック光学系で、投射光学系がテレセントリック光学系である場合には、DMDの前面にフィールドレンズなどを配置する必要があり、更にレンズが大口径となるため、これらがコストアップの要因となっている。また、プロジェクタの小型化及び薄型化を図るためには、よりコンパクトでレンズ径が小さいものが求められる。 Here, in a DLP projector, for example, when the illumination optical system is a telecentric optical system and the projection optical system is a telecentric optical system, it is necessary to arrange a field lens or the like on the front surface of the DMD, and a larger lens. Because of the caliber, these are factors that increase costs. In order to reduce the size and thickness of the projector, a more compact projector with a small lens diameter is required.
一方、照明光学系がテレセントリック光学系で、投射光学系が非テレセントリック光学系である場合には、フィールドレンズが不要となるものの、DMDに照明光を入射させる照明光学系の影響を受けないようにするためには、バックフォーカスをある程度長くする必要がある。しかしながら、バックフォーカスが長くするほど、良好な光学性能を得るためのレンズ設計が難しくなる。例えば、照明光学系からDMDへの照明光の入射角度によっては、DMDで反射された照明光のうち、投射光学系のレンズ端から入射する周辺光束の一部が投射光学系の有効口径から外れて、レンズ端で受けきれなくなり、その結果、周辺光量の低下を招くことがある。 On the other hand, when the illumination optical system is a telecentric optical system and the projection optical system is a non-telecentric optical system, a field lens is not required, but it is not affected by the illumination optical system that makes illumination light incident on the DMD. In order to achieve this, it is necessary to lengthen the back focus to some extent. However, the longer the back focus, the more difficult the lens design for obtaining good optical performance. For example, depending on the incident angle of the illumination light from the illumination optical system to the DMD, part of the peripheral light beam incident from the lens end of the projection optical system out of the effective aperture of the projection optical system out of the illumination light reflected by the DMD As a result, it may not be received at the lens end, and as a result, the peripheral light amount may be reduced.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、テレセントリックな照明光学系と非テレセントリックな投射光学系との組み合わせにおいて、高性能且つコンパクト、大口径比であっても明るい画像を広画角で投影面上に拡大投影できる画像投影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances. In the combination of a telecentric illumination optical system and a non-telecentric projection optical system, the present invention is bright even with high performance, compactness, and a large aperture ratio. An object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of enlarging and projecting an image on a projection surface with a wide angle of view.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像投影装置は、光源と、光源から出射された光を集光して照明光を形成するテレセントリックな照明光学系と、照明光を変調して反射することにより画像信号に応じた画像を形成する反射型の空間光変調素子と、画像を投影面上に拡大投影する非テレセントリックな投射光学系とを備え、空間変調素子で反射された照明光のコーンアングルが投射光学系のコーンアングル以下であり、投射光学系のFナンバーをFno、空間変調素子で反射された照明光の主光線と投射光学系の光軸とのなす角をα、空間変調素子で反射された照明光のコーンアングルをβとしたときに、Fno<1.8、 8.5゜<α<10.5゜、 β<11.5゜ の関係を満足し、投射光学系の射出瞳位置をEXP、投射光学系の射出瞳中心と空間変調素子の最大像高とを結んだ方線と投射光学系の光軸とのなす角をθ1、投射光学系の最大像高での下光線と投射光学系の光軸とのなす角をθ2、空間変調素子で反射された照明光の下光線と投射光学系の光軸とのなす角をθ3としたときに、θ1=θ2−sin(1/(Fno×2))、 θ2>β−θ3、 41mm<EXP<60mm の関係を満足することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image projection apparatus according to the present invention includes a light source, a telecentric illumination optical system that collects light emitted from the light source to form illumination light, and modulates and reflects the illumination light. A reflection-type spatial light modulation element that forms an image according to the image signal, and a non-telecentric projection optical system that enlarges and projects the image on the projection surface, and the illumination light reflected by the spatial modulation element The cone angle is less than or equal to the cone angle of the projection optical system, the F number of the projection optical system is Fno, the angle between the chief ray of illumination light reflected by the spatial modulation element and the optical axis of the projection optical system is α, spatial modulation When the cone angle of the illumination light reflected by the element is β, the relationship of Fno <1.8, 8.5 ° <α <10.5 °, β <11.5 ° is satisfied, and the projection optical system EXP is the exit pupil position of the projection optical system Angle of theta 1 between the optical axis and the center of the space the maximum image height and the connecting's better line projection optical system of the modulation device, the optical axis of the lower ray and the projection optical system at the maximum image height of the projection optical system Θ 1 = θ 2 −sin (1 / (Fno ×), where θ 2 is the angle formed by θ 2 and the angle between the lower ray of the illumination light reflected by the spatial light modulator and the optical axis of the projection optical system is θ 3. 2)), θ 2 > β−θ 3 , 41 mm <EXP <60 mm.
本発明に係る画像投影装置では、テレセントリックな照明光学系と非テレセントリックな投射光学系とを組み合わせた場合に、上記関係を満足することによって、光変調素子で反射された照明光のうち、投射光学系のレンズ端から入射する周辺光束の一部が投射光学系の有効口径から外れて、レンズ端で受けきれなくなることを防止することができ、光の利用効率を向上させることが可能である。 In the image projection apparatus according to the present invention, when a telecentric illumination optical system and a non-telecentric projection optical system are combined, by satisfying the above relationship, among the illumination light reflected by the light modulation element, the projection optics It is possible to prevent a part of the peripheral light beam incident from the lens end of the system from deviating from the effective aperture of the projection optical system and cannot be received by the lens end, thereby improving the light utilization efficiency.
以上のように、本発明よれば、テレセントリックな照明光学系と非テレセントリックな投射光学系との組み合わせにおいて、高性能且つコンパクト、大口径比であっても明るい画像を広画角で投影面上に拡大投影できる画像投影装置を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, in a combination of a telecentric illumination optical system and a non-telecentric projection optical system, a high-performance and compact image with a large aperture ratio can be obtained on a projection surface with a wide angle of view. It is possible to provide an image projection apparatus capable of enlarging projection.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示されるレンズデータ等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent. In addition, the lens data and the like exemplified in the following description is an example, and the present invention is not necessarily limited thereto, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist thereof.
本発明を適用した画像投影装置の一例として、図1に示すDLP方式のプロジェクタ50について説明する。
このプロジェクタ50は、図1に示すように、光源であるランプ51と、ランプ51から出射された光を集光して照明光を形成する照明光学系52と、照明光を変調して反射することにより画像信号に応じた画像を形成する反射型の空間光変調素子であるDMD53と、画像を投影面であるスクリーン55上に拡大投影する投射光学系54とを備えている。
A
As shown in FIG. 1, the
また、ランプ51と照明光学系52との間には、ランプ51から出射された光を波長の異なる複数の色光に分離するカラーフィルタを周方向に配置して回転駆動される回転フィルタであるカラーホイール56と、カラーホイール56の各フィルタを通過した色光を照明光学系52へと導く導光部材であるロッドインテグレータ57とが配置されている。
Further, a color filter which is a rotary filter which is rotationally driven by arranging a color filter for separating light emitted from the
本発明を適用したプロジェクタ50では、照明光学系52がテレセントリック光学系、投射光学系54が非テレセントリック光学系であり、フィールドレンズを使用しない構成となっている。
In the
具体的に、照明光学系52は、全体として正の屈折力を有するレンズ群を有しており、このレンズ群を構成する各レンズL1〜L4が互いの光軸を一致させた状態で配置されている。
Specifically, the illumination
一方、投射光学系54は、全体として負の屈折力を有する第1のレンズ群54aと、全体として正の屈折力を有する第2のレンズ群54bとを有しており、これら第1及び第2のレンズ群54a,54bを構成する各レンズL5〜L14が互いの光軸を一致させた状態で配置されている。また、第2のレンズ群54bを構成するレンズL10とレンズL11との間には、絞り56が配置されている。
On the other hand, the projection
なお、本発明は、上記照明光学系52及び投射光学系54のレンズ構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、例えばレンズの形状やその組み合わせ及び枚数等について、適宜変更して実施することが可能である。
The present invention is not necessarily limited to the lens configurations of the illumination
本発明を適用したプロジェクタ50では、投射光学系54のレンズ端から入射する周辺光束の一部が投射光学系54の有効口径から外れて、レンズ端で受けきれなくなることを防止するため、DMD53で反射された照明光のコーンアングルが投射光学系54のコーンアングル以下となっている。
In the
ここで、DMD53で反射された照明光のコーンアングルとは、DMD53で反射されて投射光学系54に入射する照明光の広がり角のことであり、全角で表される値である。一方、投射光学系54のコーンアングルとは、投射光学系54の光軸上の像点に対し射出瞳が張る角度(開口角という。)のことであり、一般に半角で表される値である。本発明では、互いを全角(又は半角)で比較した場合において、DMD53で反射された照明光のコーンアングルが投射光学系54のコーンアングルと同じかそれよりも小さくなることを意味する。
Here, the cone angle of the illumination light reflected by the
また、本発明を適用したプロジェクタ50では、図2に示すように、投射光学系54のFナンバーをFno、DMD53で反射された照明光の主光線と投射光学系54の光軸とのなす角をα、DMD53で反射された照明光のコーンアングルをβとしたときに、以下の関係を満足することが好ましい。
Fno<1.8
8.5゜<α<10.5゜
β<11.5゜
なお、Fnoは、以下の式で表される値である。
Fno=1/(2sin(β+α))
Further, in the
Fno <1.8
8.5 ° <α <10.5 °
β <11.5 °
Fno is a value represented by the following equation.
Fno = 1 / (2sin (β + α))
Fnoが1.8よりも小さい場合には、本発明のレンズ構成において最大像高での照明光の下光線側の光束を投射光学系54で受けきれなくなってしまう。また、βが11.5゜以上となった場合も、同様に照明光の下光線側の光束を投射光学系54で受けきれなくなってしまう。αが8.5゜以下となる場合も同様である。一方、α10.5゜以上となった場合には、DMD53の中心での照明光の上光線側の光束を投射光学系54で受けきれなくなってしまう。
When Fno is smaller than 1.8, the projection
本発明において、α及びβの値が上記関係を満たす場合には、射出瞳の位置が重要となる。これは、射出瞳の位置によって、投射光学系54の照明光の受ける角度が変化するためである。例えば図3(a),(b)に示すように、射出瞳の位置が長ければそれだけテレセントリック(射出瞳位置が∞)となる。なお、図3(a)は、照明光学系52の射出瞳位置が∞(テレセントリック)の場合であり、図3(b)は、照明光学系52の射出瞳位置が有限(非テレセントリック)の場合である。
In the present invention, when the values of α and β satisfy the above relationship, the position of the exit pupil is important. This is because the angle received by the illumination light of the projection
また、投射光学系54の射出瞳位置に対して、照明光学系52の射出瞳位置が十分に離れている場合には、それぞれのレンズ光線の角度の乖離が少ないため、光の利用効率の良いプロジェクタ1の構成が可能となる。一方、投射光学系54の射出瞳位置が長くなると、レンズ径が大きくなり小型化が困難となる。
In addition, when the exit pupil position of the illumination
このことから、本発明を適用したプロジェクタ50では、図4に示すように、投射光学系54の射出瞳位置をEXP、投射光学系54の射出瞳中心とDMD53の最大像高H1とを結んだ方線と投射光学系の光軸とのなす角をθ1、投射光学系の最大像高H1での下光線と投射光学系54の光軸とのなす角をθ2、DMD53で反射された照明光の下光線と投射光学系54の光軸とのなす角をθ3としたときに、以下の関係を満足することが好ましい。
θ1=θ2−sin(1/(Fno×2))
θ2>β−θ3
41mm<EXP<60mm
なお、EXPは、以下の式で表される値である。
EXP=H1/tanθ1
Therefore, in the
θ 1 = θ 2 −sin (1 / (Fno × 2))
θ 2 > β−θ 3
41mm <EXP <60mm
Note that EXP is a value represented by the following equation.
EXP = H 1 / tan θ 1
EXPが41mm以下となる場合には、最大像高H1での照明光の下光線側の光束を投射光学系54で受けきれなくなってしまう。EXPが60mm以上となる場合には、DMD53の中心での照明光の上光線側の光束を投射光学系54で受けきれなくなってしまう。
When EXP is 41 mm or less, the projection
また、上記関係を満足し、DMD53の上辺又は下辺が光軸と一致する像高を持った投射光学系54である場合には、DMD53のオフセット量を100%とすることが好ましい。なお、ここで言うオフセット量とは、投射光学系54の光軸がDMD53の中心にある場合をゼロ(0)とし、投射光学系54の光軸がDMD53の上辺側にずれた場合をプラス(+)、DMD53の下辺側にずれた場合をマイナス(−)として、それぞれ100%換算で表した値である。なお、このオフセット量は、一般にプロジェクタ1は卓上に設置されて、この卓上から上方のスクリーン55に向かって投影するため、通常は+オフセットとなっている。また、このオフセット量は、適宜変更することが可能であり、DMD53のサイズによって+100%以上とすることも+100%以下とすることも可能である。
When the projection
また、本発明を適用したプロジェクタ50では、照明光学系の光学倍率をBとしたときに、以下の関係を満足することが好ましい。
B>2.6
なお、光学倍率Bは、ロッドインテグレータ57の射出後の照明光の最大出射角度をβで除した値である。
In the
B> 2.6
The optical magnification B is a value obtained by dividing the maximum emission angle of the illumination light after being emitted from the
また、本発明を適用したプロジェクタ50では、投射光学系54のバックフォーカスを空気換算でBF、焦点距離をEFLとしたときに、以下の関係を満足することが好ましい。
BF>EFL×0.9
In the
BF> EFL × 0.9
BFが短すぎた場合には、照明光学系52からDMD53に入射する照明光と、DMDから投射光学系54へと出射(反射)される照明光とが交差してしまうため、ある程度のBFが必要である。また、本発明では、BFとEFLとがほぼ同じ投射光学系54を用いることで、上述した照明光の交差を回避している。
If the BF is too short, the illumination light that enters the
また、ロッドインテグレータ57は、図5(a),(b)に示すように、その光軸と直交する方向の断面形状を平行四辺形とすることが好ましい。具体的に、従来のようにロッドインテグレータ57の断面形状が長方形である場合には、照明光学系52によってDMD53上に集光される照明光は、図6(a)に示すように、歪曲収差によって平行四辺形となってしまう。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
これに対して、本発明のようにロッドインテグレータ57の断面形状が平行四辺形である場合には、照明光学系52によってDMD53上に集光される照明光は、図6(b)に示すように、歪曲収差が補正されてDMD53と同じ長方形となる。このように、照明光学系52側の収差補正をロッドインテグレータ57で行うことで、照明光学系52側のレンズ構成を安価に小型化することができる。
On the other hand, when the cross-sectional shape of the
さらに、ロッドインテグレータ57は、その出射側の端面57aが光軸に対して斜めにカットされた形状を有することが好ましい。この場合、図7(a)に示すように、ロッドインテグレータ57の出射側の端面57aからは、照明光が斜めに出射されることになり、いわゆるアオリ効果によって、図中の囲み部分Xに示すように、照明光学系52を介してDMD53上に集光される照明光は、DMD53上において各光束が焦点を結ぶことになる。これにより、照明光のDMD53上での集光特性を更に向上させることができる。
Furthermore, it is preferable that the
一方、図7(b)に示すように、ロッドインテグレータ57の出射側の端面57aが光軸に対して垂直にカットされた形状を有する場合には、図中の囲み部分Xに示すように、DMD53上に集光される各光束の焦点がずれるために、図7(a)に示す場合よりも照明光のDMD53上での集光特性が劣ることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the
以上のように、本発明を適用したプロジェクタ1では、テレセントリックな照明光学系52と非テレセントリックな投射光学系54とを組み合わせた場合に、上記関係を満足することによって、DMD53で反射された照明光のうち、投射光学系54のレンズ端から入射する周辺光束の一部が投射光学系54の有効口径から外れて、レンズ端で受けきれなくなるといったことを防止することができ、光の利用効率を向上させることが可能である。
As described above, in the projector 1 to which the present invention is applied, when the telecentric illumination
したがって、このプロジェクタ50では、テレセントリックな照明光学系52と非テレセントリックな投射光学系54との組み合わせにおいて、高性能且つコンパクト、大口径比であっても明るい画像を広画角で投影面上に拡大投影することが可能であり、さらに、装置全体の小型化及び薄型化も可能である。
Therefore, in the
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
本実施例では、本発明を適用した画像投影装置として、上記図1に示すDLP方式のプロジェクタ50と同様の構成を有するプロジェクタを作製し、その光の利用効率について測定を行った。
In this embodiment, a projector having the same configuration as the
具体的に、本実施例に示す照明光学系の設計データについては、以下の表1に示すとおりである。
なお、表1中の「面番号i(iは自然数を表す。)」は、照明光学系を構成する各レンズのうち、最もDMD側に位置するレンズのレンズ面を1番目として、ロッドインテグレータの出射面まで順次増加するレンズ面の番号を示している。また、表1中において、「R」は、各面番号に対応したレンズ面の曲率半径[mm](但し、Rの値が0となる面は、その面が平面であることを示す。)、「D」は、DMD側からi番目のレンズ面とi+1番目のレンズ面との軸上面間隔[mm]、「Nd」は各レンズの屈折率、「Vd」は各レンズのアッベ数を示している。
Specifically, the design data of the illumination optical system shown in the present embodiment is as shown in Table 1 below.
“Surface number i (i represents a natural number)” in Table 1 indicates that the lens surface of the lens located closest to the DMD among the lenses constituting the illumination optical system is the first, and that of the rod integrator. The numbers of lens surfaces that sequentially increase to the exit surface are shown. In Table 1, “R” indicates the radius of curvature [mm] of the lens surface corresponding to each surface number (however, a surface having a value of 0 indicates that the surface is a plane). , “D” indicates the axial distance [mm] between the i-th lens surface and the i + 1-th lens surface from the DMD side, “Nd” indicates the refractive index of each lens, and “Vd” indicates the Abbe number of each lens. ing.
また、本実施例に示す投射光学系の設計データについては、以下の表2に示すとおりである。
なお、表2中の「面番号i(iは自然数を表す。)」は、投射光学系を構成する各レンズのうち、最もスクリーン側に位置するレンズのレンズ面を1番目として、DMD側に向かうに従い順次増加するレンズ面の番号を示している。また、表2中において、「R」は、各面番号に対応したレンズ面の曲率半径[mm](但し、Rの値が0となる面は、その面が平面であることを示す。)、「D」は、スクリーン側からi番目のレンズ面とi+1番目のレンズ面との軸上面間隔[mm]、「Nd」は各レンズの屈折率、「Vd」は各レンズのアッベ数を示している。
Further, the design data of the projection optical system shown in the present embodiment is as shown in Table 2 below.
“Surface number i (i represents a natural number)” in Table 2 indicates that the lens surface of the lens closest to the screen among the lenses constituting the projection optical system is the first lens surface and is on the DMD side. The number of the lens surface which increases sequentially as it goes is shown. In Table 2, “R” indicates the radius of curvature [mm] of the lens surface corresponding to each surface number (however, a surface having a value of 0 indicates that the surface is a plane). , “D” indicates the axial distance [mm] between the i-th lens surface and the i + 1-th lens surface from the screen side, “Nd” indicates the refractive index of each lens, and “Vd” indicates the Abbe number of each lens. ing.
そして、本実施例に示すプロジェクタの各条件は以下のとおりである。
照明光学系の射出瞳位置=∞(テレセントリック)
投射光学系の射出瞳位置=42.7mm
Fno=1.8
α=8.5゜
β=11.1゜
EFL=23mm
BF=22.9mm
θ1=12.8゜
θ2=3.4゜
θ3=2.6゜
B=2.7
The conditions of the projector shown in the present embodiment are as follows.
Exit pupil position of illumination optics = ∞ (Telecentric)
Exit pupil position of projection optical system = 42.7 mm
Fno = 1.8
α = 8.5 °
β = 11.1 °
EFL = 23mm
BF = 22.9mm
θ1 = 12.8 °
θ2 = 3.4 °
θ3 = 2.6 °
B = 2.7
本実施例に示すプロジェクタは、上記本発明の条件を満たすものである。そして、このプロジェクタついて、光の利用効率を測定したところ、スクリーン上で約81%の光の利用効率が実現された。 The projector shown in this embodiment satisfies the conditions of the present invention. Then, when the light utilization efficiency of this projector was measured, the light utilization efficiency of about 81% was realized on the screen.
50…プロジェクタ(画像投影装置) 51…ランプ(光源) 52…照明光学系 53…DMD(反射型の空間光変調素子) 54…投射光学系 55…スクリーン(投影面) 56…カラーホイール(回転フィルタ) 57…ロッドインテグレータ(導光部材) 57…絞り
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光源から出射された光を集光して照明光を形成するテレセントリックな照明光学系と、
前記照明光を変調して反射することにより画像信号に応じた画像を形成する反射型の空間光変調素子と、
前記画像を投影面上に拡大投影する非テレセントリックな投射光学系とを備え、
前記空間変調素子で反射された照明光のコーンアングルが前記投射光学系のコーンアングル以下であり、
前記投射光学系のFナンバーをFno、前記空間変調素子で反射された照明光の主光線と前記投射光学系の光軸とのなす角をα、前記空間変調素子で反射された照明光のコーンアングルをβとしたときに、
Fno<1.8、
8.5゜<α<10.5゜、
β<11.5゜
の関係を満足し、
前記投射光学系の射出瞳位置をEXP、前記投射光学系の射出瞳中心と前記空間変調素子の最大像高とを結んだ方線と前記投射光学系の光軸とのなす角をθ1、前記投射光学系の最大像高での下光線と前記投射光学系の光軸とのなす角をθ2、前記空間変調素子で反射された照明光の下光線と前記投射光学系の光軸とのなす角をθ3としたときに、
θ1=θ2−sin(1/(Fno×2))、
θ2>β−θ3、
41mm<EXP<60mm
の関係を満足することを特徴とする画像投影装置。 A light source;
A telecentric illumination optical system that collects light emitted from the light source to form illumination light; and
A reflective spatial light modulator that forms an image according to an image signal by modulating and reflecting the illumination light; and
A non-telecentric projection optical system that magnifies and projects the image onto a projection surface,
The cone angle of the illumination light reflected by the spatial modulation element is less than or equal to the cone angle of the projection optical system;
The F number of the projection optical system is Fno, the angle between the principal ray of the illumination light reflected by the spatial modulation element and the optical axis of the projection optical system is α, and the cone of illumination light reflected by the spatial modulation element When the angle is β,
Fno <1.8,
8.5 ° <α <10.5 °,
β <11.5 °
Satisfied with the relationship
EXP is the exit pupil position of the projection optical system, and θ 1 is the angle between the line connecting the exit pupil center of the projection optical system and the maximum image height of the spatial modulation element and the optical axis of the projection optical system, The angle formed by the lower light beam at the maximum image height of the projection optical system and the optical axis of the projection optical system is θ 2 , the lower light beam of the illumination light reflected by the spatial modulation element, and the optical axis of the projection optical system the angle of when and θ 3,
θ 1 = θ 2 −sin (1 / (Fno × 2)),
θ 2 > β−θ 3 ,
41mm <EXP <60mm
An image projector characterized by satisfying the above relationship.
B>2.6
の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。 When the optical magnification of the illumination optical system is B,
B> 2.6
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
BF>EFL×0.9
の関係を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像投影装置。 When the back focus of the projection optical system is BF in terms of air and the focal length is EFL,
BF> EFL × 0.9
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
前記導光部材は、その光軸と直交する方向の断面形状が平行四辺形であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の画像投影装置。 A rotary filter that is rotationally driven by disposing a color filter that separates light emitted from the light source into a plurality of color lights having different wavelengths between the light source and the illumination optical system; and A light guide member that guides the color light that has passed through each filter to the illumination optical system is disposed,
The image projection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light guide member has a parallelogram shape in cross-section in a direction perpendicular to the optical axis.
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